Как сделать ломаную из 4 звеньев из 4 точек

Обновлено: 08.07.2024

В этой статье пойдёт речь о ломаных линиях на плоскости. Для того чтобы изобразить ломаную, достаточно выбрать несколько точек (не меньше трёх), занумеровать их в каком-нибудь порядке, после чего последовательно соединить отрезками точки с соседними номерами. Выбранные точки называются вершинами ломаной, а отрезки — её звеньями (на рисунке 1 — трёхзвенная ломаная с четырьмя вершинами).

Если хотя бы два звена ломаной пересекаются (в своих внутренних точках), её называют самопересекающейся (на рисунке 2 — четырёхзвенная самопересекающаяся ломаная).

И наконец, если первая и последняя вершины ломаной совпадают, её называют замкнутой. В такой ломаной количество вершин совпадает с количеством звеньев (на рисунке 3 изображена пятизвенная замкнутая ломаная).

Рис. 2 и 3

Нас будут интересовать замкнутые самопересекающиеся ломаные.

Начнём с задачи, предложенной А. Пешниным (её частные случаи были использованы на XXV турнире математических боёв имени А. П. Савина).

Задача 1

Сколько вершин может быть у замкнутой ломаной, которая каждое своё звено пересекает ровно два раза?

Очевидно, что трёхзвенная замкнутая ломаная не может быть самопересекающейся. Замкнутая ломаная с четырьмя вершинами также не удовлетворяет условию задачи, так как соседние звенья пересечься не могут, а для каждого звена есть только одно не соседнее. Пример пятизвенной ломаной хорошо известен — это пятиконечная звезда (см. рис. 4, а, где вершины ломаной делят окружность на пять равных частей). Идея использовать окружность тут не обязательна, но удобна и пригодится в дальнейшем.

Этот пример подсказывает, что аналогичным образом можно построить любую ломаную, удовлетворяющую условию, с нечётным количеством звеньев, большим трёх. Достаточно поставить на окружности требуемое количество вершин и последовательно соединить их через одну. Например, на рисунке 4, б — искомая ломаная с девятью звеньями.

Осталось разобраться с ломаными, у которых чётное количество звеньев, начиная с шести.

Искомой шестизвенной ломаной не существует, но доказывать это мы умеем только перебором всех случаев, который не очень интересен.

Для восьми звеньев существует красивый пример (рис. 5, а). Аналогично можно построить ломаную, удовлетворяющую условию, с любым чётным количеством звеньев, большим восьми. Как это делается, понятно из примеров для десяти и двенадцати звеньев, показанных на рисунках 5, б и 5, в. Сначала мы отмечаем на окружности точки, которых на две меньше, чем нужно, и соединяем их через одну. Так как точек чётное количество, получатся две замкнутые ломаные, все звенья которых пересекаются с другой ломаной в двух точках. После этого удаляем по одному звену в каждой ломаной и соединяем ломаные в одну, используя ещё две вершины, расположенные внутри окружности.

Есть и более простой способ. Воспользуемся тем, что любое чётное число, большее восьми, можно представить в виде суммы двух нечётных слагаемых, каждое из которых не меньше пяти.

Аналогично строятся все искомые ломаные, у которых количество звеньев чётное и больше восьми.

Возникает вопрос: почему мы начали с двух точек пересечения звеньев, а не с одной, что, казалось бы, более естественно?

Дело в том, что такой порядок более логичен, так как решение следующей задачи будет во многом опираться на решение рассмотренной.

Задача 2

Сколько вершин может быть у замкнутой ломаной, которая каждое своё звено пересекает ровно один раз?

Сразу заметим, что в этом случае звенья ломаной должны разбиваться на непересекающиеся пары, поэтому у искомых ломаных — чётное количество звеньев. Легко проверить, что замкнутая ломаная из четырёх звеньев условию не удовлетворяет.

Надеемся, что идеи и приёмы, описанные выше, помогут при решении других задач.

Отрезок представляет собой часть прямой линии, которая находится между двумя точками. Эти точки называют концы отрезка.
Иными словами, отрезок – это множество точек прямой линии, находящиеся между двух известных точек, которые называют концами отрезка.

Рис. 1 Отрезок на прямой

Чтобы понять, о каком именно отрезке идет речь, называют концы этого отрезка , то есть две точки, ограничивающие его. Так, на рисунке 1 обозначен отрезок AB , лежащий на прямой a .

На одной прямой можно отметить бесконечное число отрезков . Например, на рисунке 2 изображена прямая c и точки M , O , N и P принадлежащие этой прямой. Они делят участок прямой на следующие отрезки:

Рис. 2 Несколько отрезков на прямой

Отрезок делит прямую линию на три объекта (смотри рисунок 3):

отрезок DE
луч a с началом в точке D
луч b с началом в точке E

То есть, два конца отрезка прямой являются соответственно началами двух лучей этой же прямой.

Рис. 3 Отрезок и лучи прямой

Рис. 4 Отрезок без прямой

И наоборот, если продлить отрезок , нарисованный как на рисунке 4, в обе стороны за концы этого отрезка, то мы получим прямую , на которой лежит данный отрезок.

Если точки лежат на одной прямой с отрезком и находятся между концами этого отрезка, то говорят, что эти точки принадлежат отрезку .

Рис. 5 Отрезок и принадлежащие ему точки

Так, на рисунке 5 видно, что:

(·) C ∈AB – точка C принадлежит отрезку AB;
(·) D ∈AB – точка D принадлежит отрезку AB;
(·) E ∉AB – точка E не принадлежит отрезку AB;
(·) F ∉AB – точка F не принадлежит отрезку AB.

В последнем случае точка F хотя и лежит на одной прямой линии с отрезком AB (если вы мысленно продлите линию от точки B дальше, то увидите это), но не принадлежит ему, потому что находится не между его концами, а справа от отрезка.

Точки, которые лежат на отрезке, делят его на более короткие отрезки . На рисунке 6 видно, что точка O поделила отрезок LM на меньшие отрезки LO и OM . Каждый из этих двух меньших отрезков называются частью отрезка .

Рис. 6 Отрезок и части отрезка

Построение и измерение отрезка

Произвольный отрезок можно построить двумя способами:

Отметить часть прямой линии, обозначив края этой части точками (рисунок 7-а).
Обозначить на листе бумаги (на плоскости) две произвольные точки и соединить их между собой прямой линией (рисунок 7-б).

Рис. 7 Построение произвольного отрезка

В отличие от прямой линии и луча, которые длятся бесконечно, отрезок имеет длину , поэтому его можно измерить .

Измерить отрезок можно:

относительным способом (сравнить отрезки между собой);
абсолютным способом (определить его длину измерительным инструментом).

Сравнить отрезки между собой можно при помощи циркуля или циркуля-измерителя. Для этого нужно сперва поставить иглу на один конец отрезка, а затем вторую иглу или грифельный стержень (если используется обычный чертежный циркуль) совместить со вторым концом отрезка (рисунок 8).

После этого нужно перенести циркуль на второй отрезок и поставить одну иглу на любой его конец. Если вторая игла циркуля совпадает со вторым концом отрезка, тогда эти отрезки равны .

Рис. 8 Сравнение отрезков

На рисунке 8 видно, что:

отрезок AB равен отрезку DE (записывают просто AB=DE);
FG
HK>AB

Длину отрезка измеряют линейкой с делениями или другим измерительным инструментом.

Длина отрезка – это расстояние между концами этого отрезка.

Равные отрезки — это такие отрезки, которые имеют одинаковую длину.

На рисунке 9 измерены длины отрезков предыдущего рисунка. Проверьте, правильно ли мы сравнили эти отрезки при помощи циркуля?

Рис. 9 Измерение длины отрезка

Кроме произвольного, также требуется построить отрезок определенной длины .

Для этого на плоскости обозначают один конец отрезка (ставят точку), а затем при помощи линейки отмеряют необходимую длину отрезка (к примеру, 9 см), ставят точку второго конца отрезка и соединяют оба конца линией.

Рис. 10 Построение отрезка заданной длины

Отрезок — это самое короткое расстояние между двумя точками.

В этом вы можете убедиться самостоятельно на практике. Возьмите любой твердый длинный предмет, например, линейку, и шнурок. Линейка будет играть роль отрезка, а из шнурка сделайте кривую и ломаную линию, наподобие таких, какие показаны на рисунке 11, и соедините ими два конца линейки. После чего выпрямите шнурок и сравните его длину с длиной линейки.

Рис. 11 Кривая, ломаная, отрезок

Ломаная линия

Ломаная линия – это линия, которая состоит из отрезков, принадлежащих разным прямым, и эти отрезки последовательно соединены друг с другом.

Рис. 12 Ломаная линия

Вершинами ломаной линии называются концы отрезков , из которых она состоит.
Звеньями ломаной линии называются составляющие ее отрезки .
Смежные звенья – это звенья, которые имеют общие вершины .
Смежные звенья не могут принадлежать одной прямой.
Длина ломаной линии – это сумма длин всех входящих в ее состав звеньев.

На рисунке 12 видно, что:

KLMN – ломаная линия;
K, L, M, N – вершины ломаной KLMN;
KL, LM, MN – звенья ломаной KLMN;
KL и LM – смежные звенья;
LM и MN – смежные звенья;
KL и MN – не являются смежными звеньями.

Называют ломаную линию по названию ее вершин, соблюдая их последовательность. Так, называть ломаную на рисунке 11 как KLMN или NMLK – правильно , а MLKN или MNLK – не правильно .

Количество звеньев у ломаной линии может быть каким угодно, бесконечным, но самое меньшее – это два звена.

Замкнутая ломаная линия – это такая ломаная, у которой совпадают точки начала и конца, то есть, которая начинается и заканчивается в одной точке.
Разомкнутая (не замкнутая) ломаная линия начинается и заканчивается в разных точках.

Название разомкнутой ломаной начинается с названия вершины, с которой она начинается. Замкнутую ломаную можно называть , начиная с любой ее вершины.

ABCDE — замкнутая ломаная;
FGHKLM — разомкнутая ломаная

Рис. 12. Замкнутая и разомкнутая ломаные линии

Самопересекающаяся ломаная линия – это такая ломаная, у которой есть хотя бы два пересекающихся звена.

Самопересекающимися могут быть как замкнутые, так и разомкнутые ломаные.

Рис. 13. Самопересекающиеся ломаные линии

На рисунке 13 у замкнутой ломаной ABCD два пересекающихся звена: BC ∩ DA , а у разомкнутой ломаной EFGHI – три: EF ∩ HI и FG ∩ HI .

Чтобы нарисовать геометрическую фигуру правильно, нужно знать теорию. Ломанная линия состоит из прямых отрезков, которые между собой последовательно соединены. Для закрепления знаний нужна практика. Предлагаем Вашему вниманию набор картинок с изображениями ломанных линий.

Ломаная линия из четырёх звеньев.

Картинка с описанием ломаных линий.

Ломаная из трех звеньев рисунок 1 класс.

Изображение на урок математики.

Вершины ломаной линии 1 класс рисунок.

Прикольное задание для школьников младших классов.

Детские рисунки.

Из разного количества звеньев.

Ломаная из четырех звеньев рисунок 1 класс.

Пример ломаной линии для детей.

Задание для учеников младших классов.

Самая простая ломаная линия.

Из двух звеньев.

Ломаные линии составлены из отрезков. У ломаной линии конец одного отрезка — начало другого, кроме концов ломаной.

Первый вариант не подходит, потому что присутствуют кривые линии. У ломаной линии отрезки прямые.

Второй вариант — ломаная линия. Отрезки не принадлежат одной прямой и из конца следующего отрезка выходит новый отрезок.

Третий вариант не подходит, потому что это прямая линия — все отрезки лежат на одной прямой.

Задание 2.

Начерти в тетради ломаную из трех звеньев. Сколько у нее вершин? Начерти ломаную из трех звеньев с тремя вершинами. Какая фигура получилась?

Пояснение:

У нарисованной ломаной 2 вершины.

Пояснение:

У нарисованной ломаной 3 вершины. Получился треугольник.

Задание 3. Задание на полях.

У верхних фигур количество вершин и звеньев разные, а у нижних фигур количество вершин и звеньев одинаковое.

Пояснение:

Считаем звенья.

На первом изображении у красной фигуры 5 звеньев; у синей фигуры 4 звенья.

На втором изображении у зеленой фигуры 4 звенья; у оранжевой фигуры 5 звеньев.

Считаем вершины.

На первом изображении у красной фигуры 4 вершины; у синей 3 вершины.

На втором изображении у зеленой фигуры 4 вершины; у оранжевой фигуры 5 вершин.

💡 Чтобы не искать ГДЗ к упражнениям в следующий раз сохрани в закладки. Нажми на клавиатуре CTRL + D или поделись в социальных сетях.

Получайте уведомления о выходе новых решебников и примите участие в ежемесячном розыгрыше.

Читайте также: